[發明專利]一種用于高速吸氣式發動機的拼接式換熱器

有效

• 申請號: 202010460125.8
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111577467B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 苗輝;王愛峰;唐詩白;朱江楠
• 申請（專利權）人: 中國航空發動機研究院
• 主分類號: F02C7/143
• 分類號: F02C7/143;F02C7/16
• 代理公司: 北京鼎承知識產權代理有限公司 11551
• 代理人: 柯宏達

本公開提供了一種用于高速吸氣式發動機的拼接式換熱器，包括至少一個橫管、至少一個豎管和至少一個接頭，所述橫管與所述豎管均為中空管，所述橫管通過所述接頭與所述豎管相連通構成內部流道；每個所述橫管上沿其長度方向間隔裝有數個翅片。本實施例通過利用所述冷卻液快速將熱量傳到所述橫管，并利用空氣橫掠所述翅片將熱量散出，達到快速散熱的效果，解決了現有換熱器加工困難、可靠性差等問題。

技術領域

本公開涉及換熱器，尤其涉及一種用于高速吸氣式發動機的拼接式換熱器。

背景技術

航空渦輪發動機具有的水平起降、可重復使用和高比沖的特點，使其成為高速飛行器的優選方案。目前有兩種主要方案，一是采用渦輪機與沖壓發動機結合形成組合式發動機(TBCC)，這種方案的關鍵問題之一是渦輪機的最高飛行速度與沖壓發動機的最低啟動速度之間有差距，稱作“推力鴻溝”；另一種是采用進氣預冷，即通過預冷換熱器或噴水裝置將渦輪機進口溫度降低，抵消高速飛行時氣動加熱效應造成的進氣溫度升高，使渦輪機可以在更高的速度下飛行。

英國REI公司的“彎刀”和“佩刀”發動機的預冷系統最有代表性，這種預冷器共由16000根薄壁換熱毛細管組成，換熱毛細管直徑僅為0.88mm，壁厚0.04mm，總長達到20km；內部為超臨界氦作為冷卻劑，具有極高的內部壓力。換熱系數與通道直徑成反比，毛細管直徑減小使其具有極強的冷卻能力，但其缺點是加工難度大，尤其是對毛細管的焊接工藝提出極高的要求，因為一方面管內部壓力大、另一方面毛細管壁厚極小。密布的毛細管焊點對焊接技術提出了巨大的挑戰。

發明內容

為了解決上述技術問題中的至少一個，本公開提供了一種用于高速吸氣式發動機的拼接式換熱器，具體實現方式：

一種用于高速吸氣式發動機的拼接式換熱器，包括至少一個橫管、至少一個豎管和至少一個接頭，所述橫管與所述豎管均為中空管，所述橫管通過所述接頭與所述豎管相連通構成內部流道；每個所述橫管上沿其長度方向間隔裝有數個翅片。

進一步地，數個所述翅片的寬度從橫管中心位置向橫管兩端遞減。

進一步地，所述橫管長度了L，所述翅片距離所述橫管中心位置的長度為a，所述翅片的寬度為c，則c≤2*(L/2-a)。

進一步地，每個所述翅片均以所述橫管為中心軸對稱。

進一步地，數個所述翅片的長度均相同。

進一步地，所述接頭包括接頭本體和設置于所述接頭本體上的至少一組N通接口，每組所述N通接口的N個接口通過設置于接頭本體內的接頭流道相互連通；每組所述N通接口的N個接口分別設置于所述接頭本體相鄰的N個側面；其中N≥2。

進一步地，N＝3。

進一步地，所述接頭本體的形狀為正方體或長方體。

進一步地，所述N通接口的數量為兩組，并沿所述接頭本體的對角布置。

進一步地，所述橫管、所述豎管和所述翅片均主要由導熱材質制成，所述內部流道中流通有冷卻液。

附圖說明

附圖示出了本公開的示例性實施方式，并與其說明一起用于解釋本公開的原理，其中包括了這些附圖以提供對本公開的進一步理解，并且附圖包括在本說明書中并構成本說明書的一部分。

圖1是本公開的換熱器的結構示意圖；

圖2是圖1的俯視結構示意圖；

圖3是本公開的橫管和換熱器的組合結構示意圖；

圖4是圖3中A向的結構示意圖；

圖5是本公開的接頭的結構示意圖；

圖6是本公開的接頭的透視結構示意圖。